Способ непрерывной автоматической проверки высокочастотного канала релейной защиты

 

Изобретение позволяет обеспечить непрерывный контроль исправности ВЧ-канала диффазной защиты линии вне зависимости от величины нагрузки по ней. Сущность изобретения: эффект достигается за счет манипуляции передатчиков в режиме контроля напряжением подстанций с подключением их в противофазе и компенсацией падения напряжения в линии , а при пуске защиты вместе с переводом с понижением параметров передатчиков на нормальные переключают манипуляцию передатчиков с напряжением на ток линии с обеих ее сторон. Одновременный перевод режима передатчика и его манипуляции создают условия для контроля ВЧ-канала вне зависимости от нагрузки по ЛЭП и соблюдения требуемой избирательности действия. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к способам контроля ВЧ-канала релейной защиты ЛЭП для исключения ложных срабатываний основных быстродействующих защит линий.

Известен способ контроля ВЧ-канала связи диффазной защиты линии путем периодического ручного или автоматического обмена ВЧ-импульсами с контролем их параметров для сопоставления с нормируемыми [1].

Указанный способ обладает тем недостатком, что проводится периодически, а в перерыве между контрольными операциями состояние ВЧ-канала связи не контролируется.

Наиболее близким к предлагаемому является способ непрерывной автоматической проверки ВЧ-канала релейной защиты линии путем постоянного пуска передатчиков при включенных выключателях с каждой стороны ЛЭП на пониженных параметрах при манипуляции ВЧ-сигналов токов нагрузки линии и выявлением отсутствия скважности ВЧ-сигналов органом сравнения фаз диффазной защиты [2].

Данный способ контроля ВЧ-канала защиты наиболее просто обеспечивает контроль исправности ВЧ-канала защиты с сигнализацией неисправности немедленно при ее возникновении.

Недостатком указанного способа является потеря работоспособности при токе нагрузки на линии ниже порога манипуляции, поэтому не обеспечивает требуемую надежность защиты линии с переменной нагрузкой.

Цель изобретения - обеспечение возможности постоянного контроля ВЧ-канала при любых режимах работы линии для повышения надежности работы основных защит ЛЭП и обеспечение устойчивости энергоснабжения потребителей.

При включении выключателей линии с двух сторон осуществляют пуск передатчиков диффазной защиты линии на пониженных параметрах с учетом требуемого запаса затухания и допустимой выходной мощности работы передатчиков защиты ЛЭП. Манипуляция передатчиков осуществляется от определенного напряжения подстанции: фазного или междуфазного, или прямой последовательности. Аналогичное напряжение используется для манипуляции передатчика с другой стороны линии, при этом выбранное напряжение подключается обратной полярностью.

При отсутствии нагрузки по линии манипулированные таким образом импульсы находятся в противофазе, в результате чего на орган сравнения фаз поступает сплошной ВЧ-сигнал. Для исключения скважности ВЧ-сигналов при росте тока по линии для напряжения манипуляций применяется дополнительная подпитка от тока нагрузки по линии, компенсирующая сдвиг вектора напряжения за счет падения напряжения в линии от тока в ней. Для равнозначности токовой подпитки с обеих сторон линии выбирают степень компенсации на каждом полукомплекте, пропорциональную половине падения напряжения в линии.

При манипуляции ВЧ-сигналов комбинированным напряжением с токовой подпиткой с одной стороны и аналогичным напряжением обратной полярностью с другой стороны исключается скважность ВЧ-сигналов при любом токе загрузки по линии, что при исправности ВЧ-каналов не вызывает срабатывания реле органов сравнения фаз, имеющего угол блокировки, превышающий возможную погрешность цепей измерения и манипуляции с учетом времени передачи сигналов по линии.

При нарушении исправности ВЧ-канала с любой стороны манипулированный ВЧ-сигнал от другой стороны вызывает срабатывание органов сравнения фаз, сигнализация вызова которых обеспечивает своевременный вывод защиты из-за неисправности ее ВЧ-канала для предотвращения ложного срабатывания диффазной защиты при внешнем КЗ. Предлагаемый метод манипуляцией по напряжению обеспечивает постоянный контроль ВЧ-канала при любой нагрузке по линии, дополнительно контролирует состояние исправности цепей напряжения на опорных подстанциях и сигнализирует наличие транзитного режима ЛЭП, когда требуется обеспечить исправность ВЧ-канала для исключения ложной работы диффазной защиты при сквозном КЗ на линии с двухсторонним питанием без существенной нагрузки ответвлений защищаемой ЛЭП.

На фиг.1 представлена структурная схема примера исполнения полукомплекта диффазной защиты линии с непрерывным автоматическим контролем исправности ВЧ-канала; на фиг.2 - векторная диаграмма напряжения манипуляции; на фиг.3 - принципиальная схема безынерционного переключателя цепей манипуляции.

К трансформаторам 1 тока линии 2 подключены пусковой орган 3 защиты ЛЭП, преобразователь 4 тока в напряжение манипуляции, преобразователь 5 безынерционного пуска и токовая компенсация органа 6 манипуляции по напряжению, который питается от трансформатора 7 напряжения, подключенного к сборным шинам 8 подстанции, к которой линия 2 подключена через выключатель 9. Через устройство 10 в.ч. обработки линии 2 подключен приемопередатчик 11, цепи манипуляции которого подключены к преобразователю 4 и органу 6 через переключатель 12, а к выходным цепям подключен орган 13 сравнения фаз. Цепи пуска передатчика 11 подключены к повторителю 14 выключателя 9 для работы его на пониженных параметрах, а к пусковым органам 3 - для работы на нормальных параметрах через элемент ИЛИ 15, вход которого также подключен к преобразователю 5. Выход элемента 15 подключен также к цепи входа переключателя 12 и элемента И 16 совместно с выходом органа 13, выход с которого подключен в цепь отключения выключателя 9. Орган 13 непосредственно включен на устройство 17 сигнализации (фиг.1).

На фиг.2 представлено напряжение подстанции первой U₁ и второй U₂ с падением напряжения между ними от тока в линии I_л на сопротивлении линии Z_л, равное U, и используемое напряжение манипуляции U_M1 и U_M2 с каждой стороны защищаемой линии с учетом половины напряжения компенсации U_к/2.

На фиг. 3 дана принципиальная схема безынерционной части переключателя 12 манипуляции передатчика 11 от органа 6 через тиристор 18 и от преобразователя 4 через тиристор 19, управляющие выводы которых подключены через выпрямитель 20 с конденсатором 21 от преобразователя 5 безынерционного пуска передатчика 11 и его манипуляции через элемент 15.

Аналогичное исполнение полукомплекта осуществлено на противоположной стороне ЛЭП.

Пуск передатчика 11 на пониженных параметрах происходит при включении выключателя 9 его повторителем 14, при этом манипуляция осуществляется органом 6 от трансформатора 7 напряжения с шин 8 подстанции за счет открытого состояния тиристора 18 подведенным положительным потенциалом его управляющего вывода в переключателе 12 как по его безынерционной цепи, так и по цепи отпавшего положения реле пусковых органов 3 защиты линии 2. Срабатывание органа 13 сравнения фаз сигнализирует тупиковый режим линии 2, срабатывание защиты на отключение от элемента 16 не происходит ввиду отстройки пусковых органов 3 от тока намагничивания трансформаторов ответвлений ЛЭП и емкости линии при подаче на нее напряжения. При включении выключателя с противоположной стороны линии 2 аналогичный пуск передатчика на пониженных параметрах происходит с манипуляцией противоположным напряжением с учетом компенсации его от перетока в линии по векторной диаграмме фиг.2. При этом орган 13 сравнения фаз отпадает, так как по линии распространяется сплошной ВЧ-сигнал, который сохраняется при любой нагрузке по линии.

В случае нарушения исправности ВЧ-канала с любой стороны линии, работающей в транзитном режиме, срабатывают органы 13 сравнения фаз с действием сигналов устройства 17, по которым принимаются меры устранения дефекта с выводом защиты для исключения ее ложной работы.

При КЗ на линии 2 от ее трансформаторов 1 тока срабатывают пусковые органы 3, вызывая через элемент 15 пуск передатчика на нормальных параметрах с одновременным переводом манипуляции переключателем 12 от преобразователя 4 через тиристор 19 за счет появления положительного потенциала через выпрямитель 20 со сглаживанием конденсатором 21 от преобразователя 5, при этом отрицательным потенциалом этого же выпрямителя запирается тиристор 18. Кроме безынерционного пуска и манипуляции передатчика 11 происходит и релейное его включение через элемент 15 от преобразователя 5. В результате через устройство ВЧ-обработки 10 происходят сигналы, вызывающие срабатывание органов 13 сравнения фаз и за счет срабатывания пусковых органов 3 через элементы 16 замыкаются цепи отключения выключателей 9 линии 2.

При внешнем КЗ токовая манипуляция передатчиков блокирует возможность срабатывания защиты линии. При возникновении КЗ пуск передатчиков и переключения манипуляции происходят с большей чувствительностью и быстротой, чем срабатывание выходных цепей защиты на отключение линии, поэтому обеспечивается полноценное избирательное действие защиты в зависимости от места КЗ. При опережающем отключении выключателя с одной из сторон линии снимается пуск передатчика 11 как по цепи нормального пуска от возврата в исходное положение пусковых органов 3, так и по цепи пониженного уровня отпаданием повторителя 14, в результате чего обеспечивается аналогичное действие полукомплекта защиты противоположной стороны ЛЭП 2 снятием неманипулированного сигнала.

В результате обеспечивается постоянная сигнализация исправности ВЧ-каналов транзитной ЛЭП при любой ее нагрузке и сохраняется известный принцип избирательной работы диффазной защиты, за счет чего повышается надежность работы основной сети энергосистемы.

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРОВЕРКИ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО КАНАЛА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, оборудованной приемопередатчиками и органами сравнения фаз дифференциально-фазной защиты, по которому в нормальном режиме непрерывно посылают сигналы с пониженным уровнем, вырабатываемые высокочастотными передатчиками с каждой стороны линии, при включенных выключателях линии, неисправное состояние высокочастотного канала фиксируют при исчезновении сигнала с любой стороны линии на выходе органа сравнения фаз дифференциально-фазной защиты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, манипуляцию передатчиков в нормальном режиме осуществляют от напряжения своей подстанции и от напряжения обратной полярности противоположной подстанции, с компенсацией разницы между ними, пропорциональной токовой подпитке по линии, в режиме пуска релейной защиты одновременно с переводом передатчиков на нормальный режим работы манипуляцию передатчиков осуществляют от тока линии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3